机组优化控制技术在压缩机节能改造中的应用.pdf

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1、机组优化控制技术在压缩机节能改造中的应用山东恒源石油化工股份有限公司(德州251500)郭治田马孝强翟志彬【摘要】介绍了北京康吉森自动化设备技术有限责任公司(以下简称康吉森自动化公司)在常规防喘振控制基础上开发的机组综合性能与工艺优化控制技术，以及该技术在延迟焦化装置的富气压缩机实际生产运行工况与设计工况有较大偏离条件的应用效果。同时对具体工艺与设备优化控制方案的选定、喘振线现场实测方法与开车调试过程作了详细说明。【关键词l设计参数实际参数防喘振阀开度防喘振控制节能优化一，前言山东恒源石油化工股份有限公司

2、(以下简称恒源石化)100万t，a延迟焦化装置于2010年5月建成投产。在建厂初期，其中的富气压缩机设计选用了2MCL45F离心式压缩机，该压缩机采用变频电动机驱动，整台机组的控制选用康吉森自动化公司的Ts3000控制系统。该控制系统包括机组的常规防喘振控制和机组安全联锁等控制和保护功能。在装置投产运行几年后，发现防喘控制阀无法完全关闭。在一个生焦周期中，防喘控制阀的开度大约保持在20％(最小15％，最大30％)，致使机组的防喘振富气回流一直保持在1500m3／h左右。从工业生产的角度来说，该回流的产生，

3、实际是能源消耗的极大浪费。工艺负荷一定的条件下，富气防喘阀回流越大，该机组46l然嚣紧：嘶糊期的变频电动机的驱动功耗将越大，最终折算成单位的产品能耗就越大。为了实现节能降耗的需求，恒源石化针对该台重要机组成立了专门的攻关组，并与康吉森自动化公司合作，认真分析机组日常工艺生产数据和机组设计参数，发现主要原因是压缩机实际工艺生产工况低于压缩机的设计工况(见表1)，致使压缩机长期在低工况下运行。因此，如果在满足工业日常生产负荷情况下，同时在保持工艺设备安全运行的条件下，选择投资与节能见效明显的改造方案就是攻关组

4、的首要目标。表1实际运行参数与设计参数■_l打嗣眭Ⅱ__日■■●1日¨-__疆_啊悟啊H啊■Ⅱ■啊即I疆豳圈目■■宵啊F一曩_瞳哪丽■1325240l300lO988I炎计参数1052l924l13lO10800‘共际参数2．机组控制系统的考虑该机组原来采用了TS3000控制系统，该系统包括了机组的防喘振控制、机组安全联锁等基本功能，在装置投产几年来，控制系统本身的硬件和软件一直运行平稳可靠，没有出现过任何问题，而且控制系统的执行周期也很快。3．机组优化控制软件的增补由于机组负荷小，原控制系统的工况点压线

5、(控制线)运行，致使控制阀不能继续关闭。本次改造增补了康吉森自动化公司在原喘振控制的基础上开发的机组优化控制应用软件包，该软件功能主要针对机组在低负荷和各种非正常工况下集工艺优化控制和机组设备保护于一体的协调控制功能并实现了机组全工况下的自动优化控制。4．喘振线的现场实测与软件校正为实现更精确的控制，达到最大的节能效果，决定利用康吉森控制系统和软件技术对该台机组的喘振线进行现场实测，最后在软件中校准原来设计的喘振曲线。在喘振线精准的前提下，同时在Ts3000快速响应的保障下，还可以在原基础上降低防喘振控制

6、欲度。三．机组控制系统改造改造目的1)关闭防喘阀或者减少其开度，减少主电动机电能的消耗。2)实现全自动控制，切塔放空无需人为干预。3)维持分馏塔顶压力的稳定，提高液收率，从而提高蜡油的产量，保障焦炭质量，提高其经济效益。4)减少防喘阀送往分馏塔顶之间的空冷电动机运行，进一步降低能耗。四、优化方案康吉森自动化公司采用完全自己独立开发的防喘振库函数SRG490、先进控制函数库ACT490、一般控制函数库CmL490来实现的。1．防喘振控制控制方案机组性能曲线图包括5条控制线，分别为喘振线(sLL)、喘振控制线

7、(scL)、比例响应线(PcL)、性能控制上限线(ccL)和性能控制下限线(CCH)，m仞。为压缩机出口与入口绝对压力之比，坳。为压缩机入口流量差压与压缩机入口压力之比，各线的=五油／化I通用机械Ij吼、GMinPetroleuln＆chemicntlndtlxflI、’l图1防喘控制图在系统的防喘振控制方案中，引入三个关键参数：MAR、T01'_sAFETY、sRG_SP。参数MAR表示当前工作点与喘振线之间的距离，参数TO7r_sAFETY表示一定压比下的控制线与防喘线之间的距离，参数sRG—sP表示

8、当前工作点的实时跟踪点。防喘振控制包括6个响应，也就是靠这6个响应完成了系统的防喘振控制和保护。(1)PI控制响应当工作点运行在性能控制线上限右侧时，一但工作点越过设定点，PI响应起作用，P和I是恒定值的调节，将回流阀逐渐打开一小开度，直至设定点再次跟踪到工作点的左侧5％距离时，防喘阀开始全部关闭。此功能主要用来调节正常工作时流量的减小，以防止机组进入防喘线时再开防喘阀，来不及响应。(2)SCL控制响应当工作点逐渐越过防喘线时